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基于粒子飞行动态径向基代理模型的辐射屏蔽优化设计
1
作者 高帅 管兴胤 +5 位作者 卢毅 叶洋 袁媛 郝帅 胡启航 张勇 《核技术》 北大核心 2025年第2期133-143,共11页
针对辐射屏蔽优化设计中存在的消耗时间长、优化效率低的问题,提出一种基于粒子飞行样本更新策略的动态径向基代理模型。首先采用径向基神经网络建立真实目标函数的初始代理模型,然后通过差分进化算法对代理模型进行全局寻优,然后基于... 针对辐射屏蔽优化设计中存在的消耗时间长、优化效率低的问题,提出一种基于粒子飞行样本更新策略的动态径向基代理模型。首先采用径向基神经网络建立真实目标函数的初始代理模型,然后通过差分进化算法对代理模型进行全局寻优,然后基于代理模型寻优结果和粒子飞行样本更新策略产生新样本点,最后将新样本点加入原有样本点后重新更新代理模型并循环迭代,直至满足收敛条件。该方法以代理模型拟合精度为依据控制原有样本点向随机样本点和最优预测样本点的飞行速度,可以实现动态代理模型全局探索与局部探索的自适应平衡。为验证方法的有效性,将所提方法应用于12个数值测试函数和船用反应堆辐射屏蔽优化设计工程实例,并与其他优化方法计算结果进行对比。结果表明:对于数值测试函数,所提方法在寻优结果、样本点数量和算法鲁棒性方面均具有显著优势,对于辐射屏蔽优化设计实例,所提方法得到的中子透射率为另外两种方法的48%和8%,所需样本点数量为静态代理模型的25%,证明该方法是求解辐射屏蔽优化等昂贵优化问题的有效方法。 展开更多
关键词 粒子飞行 径向基函数 动态代理模型 辐射屏蔽优化 昂贵优化问题
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不同测量方式下医用铅橡胶防护服防护效果对比研究
2
作者 杨明明 陈法国 +7 位作者 梁润成 韩毅 李国栋 沈华亚 池晓淼 孙岩松 陈志伟 姬俊杰 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第9期1345-1350,共6页
通过实验对比研究不同测量方式对医用铅橡胶防护服防护效果的影响,为其选型及现场防护效果评估提供数据支持。利用X光机,参照实验室和现场对医用铅防护服的防护效果的评价方法,分别在有无水模、单次或分次测量方式下,测量了48 keV~250 ... 通过实验对比研究不同测量方式对医用铅橡胶防护服防护效果的影响,为其选型及现场防护效果评估提供数据支持。利用X光机,参照实验室和现场对医用铅防护服的防护效果的评价方法,分别在有无水模、单次或分次测量方式下,测量了48 keV~250 keV能量范围的X射线在0.25 mmPb、0.35 mmPb、0.5 mmPb铅当量铅橡胶防护服中的透射系数;结果表明,以无水模分次测量方式下的透射系数为参考,有水模单次测量的透射系数与参考值的平均相对比值(测量值/参考值-1)分别为0.25 mm铅当量(48.5±25.8)%、0.35 mm铅当量(48.4±26.7)%、0.5 mm铅当量(66.6±38.7)%;有水模分次测量的透射系数与参考值的相对比值分别为0.25 mm铅当量(22.3±19.5)%、0.35 mm铅当量(17.9±20.3)%、0.5 mm铅当量(30.4±30.6)%。研究表明,医用铅橡胶防护服的防护效果与X射线能量密切相关,在80 keV附近存在弱吸收区;对于相同的射线能量和铅当量厚度,基于实验室方法评价的防护效果要高于现场常用方法评价的防护效果。在屏蔽防护用品的最优化选型中,有必要考虑射线能量和评价方法对防护效果的影响。 展开更多
关键词 医用铅橡胶防护服 防护效果 铅当量厚度 透射系数
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气载流出物取样系统放射性单质碘损失率实验研究
3
作者 张雪平 杨康 +8 位作者 陈泽翔 蔺健 林爽 陈建利 梁飞 任宏正 李世军 李永国 张伟 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第3期429-434,共6页
放射性单质碘作为核电站烟囱气载流出物中放射性核素之一,由于其排放浓度较低,可能存在排放量比真实排放值偏低,因此在进行核电站烟囱气载流出物放射性碘排放时应充分考虑采样过程中的损失,对采集效率进行校正,应考察放射性碘在核电站... 放射性单质碘作为核电站烟囱气载流出物中放射性核素之一,由于其排放浓度较低,可能存在排放量比真实排放值偏低,因此在进行核电站烟囱气载流出物放射性碘排放时应充分考虑采样过程中的损失,对采集效率进行校正,应考察放射性碘在核电站烟囱取样系统中的碘沉积损失率。对放射性碘损失率研究国外一般采用放射性示踪剂进行测量,国内还未见到相关报道。通过研究单质碘在不同取样系统中的损失率、不同浓度单质碘在取样系统中的损失率、预暴露前后单质碘在取样系统中的损失率以及模拟单质碘在现场取样系统中的损失率,结果表明:相同浓度单质碘在不锈钢取样系统中的平均碘损失率为2.14%;单质碘源活度浓度不同,损失率也不同,不锈钢取样系统单质碘最大损失率为4.17%;特氟龙与不锈钢取样系统相比单质碘损失率更低;不锈钢管取样系统预暴露后,单质碘损失率会有所下降;估算现场取样系统两种连接方法单质碘损失率有所不同,分别为2.48%和1.73%。 展开更多
关键词 放射性单质碘 损失率 取样系统 气载流出物
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基于组合赋权的核技术利用单位辐射安全模糊综合评价研究——以电子辐照加速器企业为例
4
作者 李春阳 汪竞豪 +4 位作者 毕朝文 王洋洋 李斌 胡先云 罗文仲 《四川环境》 2025年第2期104-110,共7页
为精准发现核技术利用单位辐射安全风险,及时消除辐射安全隐患,实现核技术利用单位辐射安全的精细化管理。以电子辐照加速器企业为例,在充分调研的基础上,归纳总结其行业辐射安全风险特点,构建了一个由3个层次、32项指标组成的辐射安全... 为精准发现核技术利用单位辐射安全风险,及时消除辐射安全隐患,实现核技术利用单位辐射安全的精细化管理。以电子辐照加速器企业为例,在充分调研的基础上,归纳总结其行业辐射安全风险特点,构建了一个由3个层次、32项指标组成的辐射安全风险评价指标体系,采用组合赋权法对各项指标赋权,运用模糊综合评价法对某电子辐照加速器企业进行综合评价,得到了该企业辐射安全风险点和风险程度,评价结果与实际情况相符,验证了该评价体系的可行性,为辐射安全监管提供了决策依据。 展开更多
关键词 核技术利用 组合赋权 模糊综合评价
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HEPS光束线站光学棚屋辐射屏蔽设计
5
作者 郭庆洋 石泓 +4 位作者 刘琼瑶 张会杰 石澔玙 马忠剑 王庆斌 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第2期494-502,共9页
高能同步辐射光源(high energy photon source,HEPS)是一台能量为6 GeV、流强为200 mA的第4代同步辐射装置,建成之后将是我国拥有的第一台高能同步辐射光源。HEPS可以提供高达300 keV能量的X射线,具备建设80条以上高性能光束线站的容量... 高能同步辐射光源(high energy photon source,HEPS)是一台能量为6 GeV、流强为200 mA的第4代同步辐射装置,建成之后将是我国拥有的第一台高能同步辐射光源。HEPS可以提供高达300 keV能量的X射线,具备建设80条以上高性能光束线站的容量。光束线站运行过程中不可避免地产生有害辐射,成为光源运行及维护过程中工作人员辐射剂量的直接来源。因此,采用棚屋整体屏蔽的方式包容有害辐射是很有必要的。光学棚屋作为光束线站中辐射最严重的区域,数量多达几十个,如何在满足防护需求的同时探索出可以灵活应用于各线站的屏蔽设计方案成为光束线站建设中亟待解决的问题。本文基于线站结构特点及源项类型,重点分析了光学棚屋内的辐射源项类型并提出了标准化屏蔽设计方案。结合束线设备种类及其布局,采用蒙特卡罗程序FLUKA和同步辐射计算软件STAC8模拟了光学棚屋内剂量分布及在屏蔽体内的衰减,给出了光学棚屋屏蔽墙体的建议厚度。合理的光学棚屋屏蔽体厚度可为HEPS束线提供辐射防护设计的依据。 展开更多
关键词 光束线站 光学棚屋 气体轫致辐射 同步辐射 屏蔽设计
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环境气氛对石墨球摩擦产粉及粉尘粒径粒形特征影响的研究
6
作者 郭丽潇 黄淑龙 +3 位作者 张宇航 刘莹 曹健 姜子琪 《辐射防护》 北大核心 2025年第4期388-395,共8页
通过自主设计的摩擦磨损实验,针对高温气冷堆核电站示范工程(HTR-PM)使用的同工艺、同材质石墨球开展了不同气氛环境条件下石墨球的摩擦磨损行为研究,并对石墨粉尘的粒径、粒形等物理性质进行了表征。结果表明,与空气相比,氦气气氛中摩... 通过自主设计的摩擦磨损实验,针对高温气冷堆核电站示范工程(HTR-PM)使用的同工艺、同材质石墨球开展了不同气氛环境条件下石墨球的摩擦磨损行为研究,并对石墨粉尘的粒径、粒形等物理性质进行了表征。结果表明,与空气相比,氦气气氛中摩擦形式以磨粒磨损为主,石墨粉尘在氦气气氛中产生的颗粒数量更多,但粒径更小;石墨球表面摩擦掉粉量和掉粉率与气氛无明显相关,主要与初始表面粗糙度直接相关,一颗石墨球的平均最大掉粉量约为160 mg;摩擦产生的石墨粉尘颗粒为鳞片状,石墨粉尘的球形度中值为0.84,长径比中值为0.61。 展开更多
关键词 高温气冷堆 石墨粉尘 摩擦磨损
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氚系统操作室氚气泄漏的扩散及应急通风仿真分析
7
作者 王宁 刘哲 +1 位作者 杨亚鹏 喻豪 《核科学与工程》 北大核心 2025年第3期519-526,共8页
基于日本氚安全研究沉箱(CATS)的氚泄漏实验进行氚系统操作室的氚气泄漏扩散及应急通风计算流体动力学仿真分析,研究中建立了基于释放特征函数的泄漏模型、基于组分的输运模型,通过求解Navier-Stokes方程和采用Realizable的k-ε模型,模... 基于日本氚安全研究沉箱(CATS)的氚泄漏实验进行氚系统操作室的氚气泄漏扩散及应急通风计算流体动力学仿真分析,研究中建立了基于释放特征函数的泄漏模型、基于组分的输运模型,通过求解Navier-Stokes方程和采用Realizable的k-ε模型,模拟了氚释放到密闭沉箱后的初始输运过程及其通风去除的输运过程。数值结果与CATS收集的实验数据进行了对比验证,结果表明,沉箱中的局部速度能够较好地表征实验中相关位置的流场速度;对于氚在沉箱中的初始输运过程预测误差最大约为20%,最小仅为1.47%;对于氚的通风去除过程也能够进行较好的预测,此外通过与均匀假设的集总法结果对比,发现集总法预测仅在沉箱为完美混合流时精度较高,但到了排风后期氚很难在沉箱中满足均匀假设,此时应该用计算流体动力学(CFD)模型进行沉箱中的浓度预测。 展开更多
关键词 氚系统操作室 氚泄漏 应急通风 泄漏模型 输运模型 初始 去除
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核医学废水中镥-177分离用磁性金属有机框架淀粉样纤维气凝胶的制备与吸附性能
8
作者 王欢 石岑 +1 位作者 尹亮亮 吉艳琴 《辐射研究与辐射工艺学报》 2025年第4期32-41,共10页
本研究合成了一种磁性金属有机框架淀粉样纤维(M-UiO-66-NH_(2)/AF)气凝胶,用于高效吸附核医学废水中的镥-177。通过原子力显微镜、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、振动样品磁强计和物理吸附仪等... 本研究合成了一种磁性金属有机框架淀粉样纤维(M-UiO-66-NH_(2)/AF)气凝胶,用于高效吸附核医学废水中的镥-177。通过原子力显微镜、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、振动样品磁强计和物理吸附仪等多种表征手段,对其形貌、结构和组成进行了详细分析。结果表明,该气凝胶呈均匀且高度多孔的结构,质地超轻且坚固,密度约为30 mg/cm^(3)。其对Lu-DOTA-TATE吸附效率最高可达92%,且在60 min内可达到吸附平衡。吸附动力学数据与拟二阶模型拟合良好,吸附等温线数据符合Langmuir模型,其最大吸附容量为0.37 mg/g。 展开更多
关键词 金属有机框架 淀粉样纤维 气凝胶 吸附 Lu-DOTA-TATE
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基于氮化硼-丙烯酸铅杂化填料的n-γ混合辐射场防护用柔性复合材料研究
9
作者 王赛 钟奕宁 +7 位作者 王凯凯 常树全 宗波 唐文偲 王志勇 陈芳雷 李达 谭西早 《核技术》 北大核心 2025年第8期90-102,共13页
n-γ混合辐射场防护对于核能和核技术安全利用具有重要意义。将不同类型的辐射防护功能填料与基体材料共混是制备柔性n-γ辐射防护复合材料的常用方法,但受限于辐射防护功能元素分布不均、填料-基体界面相容性较差等问题,复合材料的辐... n-γ混合辐射场防护对于核能和核技术安全利用具有重要意义。将不同类型的辐射防护功能填料与基体材料共混是制备柔性n-γ辐射防护复合材料的常用方法,但受限于辐射防护功能元素分布不均、填料-基体界面相容性较差等问题,复合材料的辐射防护性能和力学性能有待提升,亟须兼具中子和γ射线防护功能的新型一体化填料。通过硼酸辅助球磨氮化硼和含巯基偶联剂接枝,制备了巯基化氮化硼纳米片;通过氧化铅和丙烯酸反应,合成了丙烯酸铅;以巯基化氮化硼纳米片和丙烯酸铅分别作为中子和γ射线防护前驱体,利用巯基-烯点击化学反应制备了氮化硼-丙烯酸铅杂化填料,对其微观结构和形貌进行了全面表征并分析了其制备机理。以三元乙丙橡胶作为柔性基体材料,氮化硼-丙烯酸铅杂化填料作为功能填料,利用开炼和硫化技术制备了柔性复合材料,测试分析了其中子防护性能、γ射线防护性能和力学性能,结果表明:当杂化填料用量达到100 phr(Parts Per Hundred Rubber)时,柔性复合材料(2 mm厚度)的热中子屏蔽率达到50%,对低能γ射线(39 keV)的质量衰减系数达到3.494 cm^(2)·g^(−1),拉伸强度为13.89 MPa,柔性复合材料表现出良好的综合性能。与主流商业防护产品相比,氮化硼-丙烯酸铅/三元乙丙橡胶复合材料在达到同等中子防护效果的条件下,厚度降低30%以上,且额外具备良好的γ射线防护性能,可为热中子和低能γ射线防护材料研发提供技术支撑。 展开更多
关键词 n-γ混合辐射场防护 杂化填料 柔性复合材料 氮化硼 丙烯酸铅
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乏燃料贮存屏蔽材料研究进展
10
作者 王俊霖 洪小龙 +3 位作者 黄思语 郑建能 朱永有 黄本生 《大型铸锻件》 2025年第2期36-43,共8页
随着乏燃料数量不断的上升,乏燃料贮存屏蔽材料发展迅速。本文列举了屏蔽机制,综述了乏燃料贮存用不同屏蔽材料的研究进展,包括硼化不锈钢、铝基碳化硼(B 4C)、硼铝合金、非晶合金、含钆(Gd)复合材料、聚合物基材料等。分别介绍了各种... 随着乏燃料数量不断的上升,乏燃料贮存屏蔽材料发展迅速。本文列举了屏蔽机制,综述了乏燃料贮存用不同屏蔽材料的研究进展,包括硼化不锈钢、铝基碳化硼(B 4C)、硼铝合金、非晶合金、含钆(Gd)复合材料、聚合物基材料等。分别介绍了各种乏燃料屏蔽材料的优点和缺点,提出了乏燃料贮存屏蔽材料未来的发展趋势,可为该领域材料的选择和防护提供参考。 展开更多
关键词 乏燃料 屏蔽材料 屏蔽机制 金属材料 复合材料
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基于MC方法9MeV无损检测电子直线加速器辐射屏蔽优化设计
11
作者 王兴华 侯铁钢 +1 位作者 苏晓书 黄春锋 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第1期134-139,共6页
本文以9MeV无损检测电子直线加速器工程设计为研究对象,首先采用MC方法FLUKA程序模拟了加速器机头源项,研究机头电子打钨金合金靶产生的X射线,与加速器设备参数进行比对,充分验证了加速器机头模型的可行性,从而可以保障下一步探伤室辐... 本文以9MeV无损检测电子直线加速器工程设计为研究对象,首先采用MC方法FLUKA程序模拟了加速器机头源项,研究机头电子打钨金合金靶产生的X射线,与加速器设备参数进行比对,充分验证了加速器机头模型的可行性,从而可以保障下一步探伤室辐射屏蔽准确性。然后使用FLUKA程序建立模型进行模拟计算,并对辐射防护薄弱区域进行模拟优化设计。模拟屏蔽设计结果表明:本项目物流防护门搭接间距在1.5cm时搭接长度至少100cm,可满足屏蔽要求;当穿墙管角度50°后,通风管出口处泄漏辐射剂量率趋于平缓,随着角度增加,变化不明显,因此从施工及工程造价角度上看,预埋50°穿墙管较为合适。 展开更多
关键词 电子直线加速器 FLUKA 模拟计算 优化设计
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核电站RCV换热器铅屏蔽设施安装方案
12
作者 杨正凯 温财长 +2 位作者 尹慧娟 贾爱芬 庞博 《电工技术》 2025年第8期33-34,38,共3页
RCV换热器所在厂房需采取辐射屏蔽措施降低辐射剂量。根据测量的现场辐射剂量水平,结合屏蔽要求,通过计算确定屏蔽材料厚度。开展辐射屏蔽设施方案设计和力学强度分析,确保屏蔽设施的稳定性和安全性。项目实施后,现场实测验证了提出的... RCV换热器所在厂房需采取辐射屏蔽措施降低辐射剂量。根据测量的现场辐射剂量水平,结合屏蔽要求,通过计算确定屏蔽材料厚度。开展辐射屏蔽设施方案设计和力学强度分析,确保屏蔽设施的稳定性和安全性。项目实施后,现场实测验证了提出的辐射屏蔽设施方案满足辐射剂量要求。 展开更多
关键词 屏蔽设施 方案设计 力学分析 辐射剂量
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环保型钆硼柔性热中子吸收材料特性研究 被引量：2
13
作者 王琦 郭晓林 +7 位作者 尹进南 王晓娟 原林 王博宇 方青龙 韩小祥 仇天祎 刘洋 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1364-1371,共8页
本文以聚苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)为基体、以Gd_(2)O_(3)、B_(4)C为功能填料,研制了一种柔性热中子吸收材料。SEM测试结果表明,不同含量的材料中Gd_(2)O_(3)和B_(4)C微米颗粒分布相对均匀;XRD和FT-IR测试结果表明,Gd_(2)O_(3)、... 本文以聚苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)为基体、以Gd_(2)O_(3)、B_(4)C为功能填料,研制了一种柔性热中子吸收材料。SEM测试结果表明,不同含量的材料中Gd_(2)O_(3)和B_(4)C微米颗粒分布相对均匀;XRD和FT-IR测试结果表明,Gd_(2)O_(3)、B_(4)C与基体SEBS未发生化学反应,属于物理性混合。通过实验和蒙特卡罗模拟进行热中子屏蔽性能验证,对照组材料的实验透射率为31.97%~35.35%,实验组材料的实验和模拟透射率分别为32.11%~36.54%和26.26%~31.31%。对实验组进行了热中子面透射率均匀性测试,结果表明,(10%Gd_(2)O_(3)+40%B_(4)C)/SEBS和(30%Gd_(2)O_(3)+40%B_(4)C)/SEBS材料的平均透射率分别为34.34%和31.60%,所有采样点的绝对偏差在±0.5%以内,标准差为0.33%和0.26%,离散系数为0.0096和0.0082。该柔性材料有效弥补了传统刚性射线屏蔽材料的不足,在核设施异形复杂结构表面包覆防护和可穿戴辐射防护服领域具有潜在应用价值。 展开更多
关键词 钆 硼 中子防护 柔性材料 蒙特卡罗模拟
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氧化铋-硅橡胶基X射线防护织物的制备及性能
14
作者 李鑫 叶培培 +3 位作者 赵晓曼 王鸿博 杨国荣 洪剑寒 《纺织学报》 北大核心 2025年第2期227-235,共9页
为研发质轻、无毒的X射线柔性辐射防护材料,采用涂层法制备氧化铋-硅橡胶基无铅X射线柔性防护涤纶织物,研究氧化铋含量对其刚柔性、密度、力学性能及其X射线防护性能的影响规律。结果表明:当每100 g硅橡胶中氧化铋含量为240 g时,防护材... 为研发质轻、无毒的X射线柔性辐射防护材料,采用涂层法制备氧化铋-硅橡胶基无铅X射线柔性防护涤纶织物,研究氧化铋含量对其刚柔性、密度、力学性能及其X射线防护性能的影响规律。结果表明:当每100 g硅橡胶中氧化铋含量为240 g时,防护材料的刚柔性最优;不同氧化铋含量的柔性防护材料的密度为0.8~1.6 g/cm^(3),显著低于常规含铅防护材料(3.79 g/cm^(3));当氧化铋含量为180~240 g时,防护材料的强伸性更好,并且其断裂伸长率优于未处理涤纶织物;综合考虑氧化铋-硅橡胶基无铅X射线柔性防护织物的X射线防护性能、柔软性和力学性能,每100 g硅橡胶中含240 g氧化铋为最优方案,涤纶织物单位体积的X射线防护比例为29.73%。 展开更多
关键词 辐射防护 功能纺织品 涤纶织物 氧化铋 硅橡胶 X射线防护 涂层法
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圆筒形高效过滤器模拟分析与样机试制 被引量：2
15
作者 陈欣 魏鹏 +7 位作者 李晓晨 支冬安 李昕 张崇文 俞杰 高琳锋 丘丹圭 吴波 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1073-1079,共7页
研究了一种新型玻璃纤维滤材的过滤阻力-过滤速度关系,并根据圆筒形滤芯的额定风量和过滤阻力要求,确定了滤芯的基本设计参数。根据滤材特性建立了二维多孔介质模型,并进一步建立了滤芯的三维模型,对其额定风量下的流场分布和过滤阻力... 研究了一种新型玻璃纤维滤材的过滤阻力-过滤速度关系,并根据圆筒形滤芯的额定风量和过滤阻力要求,确定了滤芯的基本设计参数。根据滤材特性建立了二维多孔介质模型,并进一步建立了滤芯的三维模型,对其额定风量下的流场分布和过滤阻力开展了模拟分析,对比分析了模拟结果和理论设计结果的匹配性。建立了圆筒形壳体的模型,在网格划分的基础上,分步开展圆筒形高效过滤器流场和阻力的模拟分析,指导了样机试制工作。研究结果表明:实际测试结果与模拟分析结果展现了良好的一致性,可用于指导实际生产工作;圆筒形高效过滤器的初阻力包括滤芯和筒体两部分,且筒体产生的阻力较为可观,需要进一步优化结构设计。 展开更多
关键词 圆筒形高效过滤器 模拟分析 流场 过滤阻力 样机试制
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玻璃基中子及γ射线屏蔽材料研究进展 被引量：2
16
作者 宋子锋 王晨 张勇 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第10期3824-3833,共10页
玻璃材料具备高化学稳定性和高辐照稳定性,同时还具备高折射率以及高透光性的光学特性,这使玻璃基中子及γ射线屏蔽材料有望成为同时实现辐射屏蔽以及视觉监控的独特材料。本文从中子辐射及γ射线辐射屏蔽机理入手,结合蒙特卡罗法介绍... 玻璃材料具备高化学稳定性和高辐照稳定性,同时还具备高折射率以及高透光性的光学特性,这使玻璃基中子及γ射线屏蔽材料有望成为同时实现辐射屏蔽以及视觉监控的独特材料。本文从中子辐射及γ射线辐射屏蔽机理入手,结合蒙特卡罗法介绍了屏蔽材料设计思路及手段,以及多种玻璃基屏蔽材料研究现状。铅玻璃由于高毒性正逐步被淘汰,而硅酸盐、硼酸盐、硼硅酸盐等无铅玻璃已成为工业市场的主流。通过向玻璃中掺入重金属化合物(如Bi_(2)O_(3)、BaO)和稀土元素(如La、Gd),可以有效增加质量衰减系数并降低半值层,从而显著提升其屏蔽效果,但是这种掺杂方式可能会对材料的机械性能产生不利影响。此外,本文还比较了玻璃基屏蔽材料与其他类型屏蔽材料的优劣。进一步提升玻璃基屏蔽材料的综合性能,以及开发既环保又智能的新型屏蔽材料,对于推动屏蔽技术的进步与应用具有重大意义。 展开更多
关键词 屏蔽玻璃 中子屏蔽 γ射线屏蔽 重金属化合物 稀土元素 玻璃制备
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新型中子/γ射线屏蔽材料的设计和制备 被引量：2
17
作者 吴早明 庞晓轩 +4 位作者 刘向东 鲜亚疆 罗昊 程亮 严春雷 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期145-150,共6页
屏蔽材料设计主要考虑中子和γ射线的防护需求,兼具中子和γ射线协同防护作用的材料,可广泛应用于诸多辐射场景。介绍了屏蔽材料的种类、优势和不足,并基于蒙特卡罗粒子输运软件(MCNP)程序开展了针对中子和γ射线屏蔽材料的设计和优化... 屏蔽材料设计主要考虑中子和γ射线的防护需求,兼具中子和γ射线协同防护作用的材料,可广泛应用于诸多辐射场景。介绍了屏蔽材料的种类、优势和不足,并基于蒙特卡罗粒子输运软件(MCNP)程序开展了针对中子和γ射线屏蔽材料的设计和优化研究工作,提出了一种具有较好屏蔽效果的新型中子和γ射线屏蔽材料设计方案。模拟结果表明在石蜡中添加一定量的B_(4)C可显著提高材料对中子的屏蔽率,其中,B_(4)C添加质量为10%~20%的含硼石蜡具有较优异的中子屏蔽效果,75mm含硼(10%B_(4)C)石蜡/1mm Pb等多层屏蔽材料设计对Pu自发裂变中子的总能量屏蔽率为96.8%,对Pu衰变γ射线总能量屏蔽率为93.5%,通过增加Pb层厚度至2mm,可使γ射线总能量屏蔽率达到96.5%。开展了可实现快中子慢化、吸收双功能的含硼石蜡屏蔽材料的制备技术研究,通过冷压制备技术制备了组织致密、加工性能优异的含硼石蜡屏蔽材料,可解决屏蔽材料尺寸受限制以及加工成形困难等难题,可广泛应用于工业辐射防护领域。 展开更多
关键词 屏蔽材料 含硼石蜡 MCNP 冷压技术 屏蔽率
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γ射线视线防护材料的研究进展及发展趋势 被引量：4
18
作者 姜启航 刘元军 +1 位作者 何雄 赵晓明 《染整技术》 CAS 2024年第2期1-8,共8页
随着核技术的迅猛发展,核能被广泛应用于工业、医学、科研、国防等诸多方面。但是,核能的使用为人类带来了便利的同时也隐藏着巨大的安全隐患。对于γ射线的防护材料,目前应用于防护服等的不透明材料的研究较为成熟,而主要应用于防护服... 随着核技术的迅猛发展,核能被广泛应用于工业、医学、科研、国防等诸多方面。但是,核能的使用为人类带来了便利的同时也隐藏着巨大的安全隐患。对于γ射线的防护材料,目前应用于防护服等的不透明材料的研究较为成熟,而主要应用于防护服视窗、防护眼镜等部分的透明γ射线屏蔽材料的研究较为薄弱。鉴于此,对现有γ射线透明防护材料的技术现状进行了全面的分析和总结,并列举了国内几家较为典型的生产企业,最后对γ射线透明防护材料的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 γ射线屏蔽 防辐射有机玻璃 含铅玻璃
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二维功能填料尺寸对BN/EPDM柔性中子防护复合材料性能的影响 被引量：2
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作者 宗波 曾德洋 +7 位作者 王凯凯 唐文偲 付嘉佳 常树全 何佳霖 陈芳雷 李自平 李达 《核技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期102-111,共10页
柔性中子防护复合材料对于异形构件和人员防护具有重要意义,其性能与功能填料的性质密切相关,但二维功能填料尺寸对材料性能的影响尚不明确。以性能良好的三元乙丙橡胶(Ethylene Propylene Diene Monomer,EPDM)作为柔性基体,以热中子吸... 柔性中子防护复合材料对于异形构件和人员防护具有重要意义,其性能与功能填料的性质密切相关,但二维功能填料尺寸对材料性能的影响尚不明确。以性能良好的三元乙丙橡胶(Ethylene Propylene Diene Monomer,EPDM)作为柔性基体,以热中子吸收截面较高的层状氮化硼(Boron Nitride,BN)作为二维功能填料并作表面改性,通过开炼工艺将BN均匀分散于EPDM中,热压硫化后得到BN/EPDM柔性中子防护复合材料,对其微观结构进行表征分析。研究了BN尺寸对复合材料综合性能的影响,结果表明:减小BN尺寸有利于提升复合材料的拉伸强度和热中子屏蔽性能,当材料厚度为2 mm时,其拉伸强度最高可达8.13 MPa,热中子屏蔽率最高可提升约5%。该研究可为聚合物基柔性中子防护复合材料的设计与制备提供基础。 展开更多
关键词 中子防护 复合材料 柔性 二维功能填料 氮化硼
原文传递
常见结构缝隙对γ射线屏蔽性能影响的分析研究
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作者 池晓淼 韩毅 +6 位作者 曹勤剑 陈法国 刘宇辰 李国栋 孙岩松 杨明明 陈志伟 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2024年第2期245-252,共8页
屏蔽装置实际安装布置过程中,结构缝隙通常难以避免,不同缝隙对装置屏蔽效果影响存在较大差异。本文基于蒙特卡罗程序Geant4,分别对混凝土、铁(Fe)和铅(Pb)结构缝隙对^(60)Co和^(137)Cs源的γ射线衰减倍数和半值层Δ_(1/2)进行计算。重... 屏蔽装置实际安装布置过程中,结构缝隙通常难以避免,不同缝隙对装置屏蔽效果影响存在较大差异。本文基于蒙特卡罗程序Geant4,分别对混凝土、铁(Fe)和铅(Pb)结构缝隙对^(60)Co和^(137)Cs源的γ射线衰减倍数和半值层Δ_(1/2)进行计算。重点对不同直缝宽度下不同屏蔽材料屏蔽性能和不同类型结构缝隙宽度下Pb板屏蔽性能进行分析研究;并在相同条件下对不同直缝宽度的Fe板计算结果进行了实验验证。结果表明:对于直缝而言,随着屏蔽体厚度的增加,相同缝隙宽度下半值层Δ_(1/2)逐渐变大;五类结构缝隙中,斜缝对Pb板屏蔽效果负面影响最小,其宽度每增加1 mm,半值层Δ_(1/2)的平均增量约为2.03%(^(60)Co)和2.02%(^(137)Cs),单V缝次之,直缝负面影响最大。本研究主要评估了各类缝隙结构对屏蔽装置防护效果的影响,在指导屏蔽装置的结构设计和选型等方面,具有重要的应用价值。 展开更多
关键词 GEANT4 结构缝隙 衰减倍数 半值层
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